人教版生物選修3 2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用公開(kāi)課一等獎(jiǎng)?wù)n件省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

2．1.2植物細(xì)胞工程實(shí)際應(yīng)用第1頁(yè)學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.舉例說(shuō)出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用。

[重、難點(diǎn)]2.舉例說(shuō)出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用。

[重點(diǎn)]第2頁(yè)新知初探思維啟動(dòng)一、植物繁殖新途徑1.微型繁殖(1)概念：用于迅速繁殖優(yōu)良品種_______________技術(shù)。(2)屬于無(wú)性繁殖，能夠保持優(yōu)良品種遺傳性狀。植物組織培養(yǎng)第3頁(yè)2.作物脫毒(1)選材部位：植物_________附近部位，由于此處細(xì)胞內(nèi)病毒很少。(2)長(zhǎng)處：提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)。3.人工種子(1)概念：以植物組織培養(yǎng)得到_______、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過(guò)_________包裝得到種子。分生區(qū)胚狀體人工薄膜第4頁(yè)(2)長(zhǎng)處：①制作周期____。②后裔不會(huì)發(fā)生性狀分離，能保持親本___________。③生產(chǎn)不受____________________限制，節(jié)省土地。短優(yōu)良性狀季節(jié)、氣候、地域第5頁(yè)想一想1．植物繁殖過(guò)程中，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)最大長(zhǎng)處是什么？【提醒】能保持親代優(yōu)良遺傳性狀。第6頁(yè)二、作物新品種培育1.單倍體育種(1)育種過(guò)程：通過(guò)___________取得單倍體植株，使用秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍后當(dāng)年便可得到穩(wěn)定遺傳優(yōu)良品種。(2)長(zhǎng)處：①后裔是純合子，能穩(wěn)定遺傳，不會(huì)發(fā)生性狀分離。花藥培養(yǎng)第7頁(yè)②極大地縮短了_____________。2.突變體利用(1)產(chǎn)生原因：由于培養(yǎng)細(xì)胞始終處于不停_________,因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)影響而產(chǎn)生突變。(2)利用：從產(chǎn)生突變體中能夠篩選出對(duì)人們有用突變體，進(jìn)而培育成新品種。育種年限分生狀態(tài)第8頁(yè)想一想2．單倍體育種過(guò)程中，秋水仙素作用機(jī)理是什么？【提醒】在細(xì)胞分裂過(guò)程中，抑制紡錘體形成，使細(xì)胞不能正常分裂，從而使染色體加倍。第9頁(yè)三、細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)1.細(xì)胞產(chǎn)物種類:蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥品、香料、生物堿等。2.技術(shù)：植物_____________技術(shù)。3.實(shí)例：生產(chǎn)人參皂甙干粉，三七、紫草和銀杏細(xì)胞產(chǎn)物也都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。組織培養(yǎng)第10頁(yè)重點(diǎn)突破講練互動(dòng)重點(diǎn)一植物繁殖新途徑1.微型繁殖(1)本質(zhì)：微型繁殖事實(shí)上是一種無(wú)性繁殖，能保持親本一切優(yōu)良性狀，這項(xiàng)技術(shù)只利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，因此該過(guò)程只包括有絲分裂，不包括減數(shù)分裂。第11頁(yè)(2)長(zhǎng)處：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理，有助于進(jìn)行工廠化培養(yǎng)。2.人工種子(1)組成：以胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到。其中材料取得采取技術(shù)經(jīng)常是微型繁殖。第12頁(yè)(2)長(zhǎng)處：①可使自然條件下不結(jié)實(shí)或種子昂貴植物得以繁殖。②可固定雜種優(yōu)勢(shì)，即對(duì)于具有雜種優(yōu)勢(shì)個(gè)體進(jìn)行植物組織培養(yǎng)取得人工種子，可避免后裔出現(xiàn)性狀分離。第13頁(yè)③可人為控制植物生長(zhǎng)發(fā)育與抗逆性。在人工胚乳中可加入除草劑、弱病毒、殺菌劑、農(nóng)藥、抑制休眠物質(zhì)及對(duì)植物生長(zhǎng)有益細(xì)菌等，使其具有抗逆性和耐貯性等優(yōu)良特性，也可添加激素類等物質(zhì)調(diào)整植物生長(zhǎng)發(fā)育。第14頁(yè)3.作物脫毒(1)病毒特點(diǎn)：病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖無(wú)性繁殖過(guò)程中，種子、根、莖細(xì)胞中也許攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖子代感染病毒。(2)材料選用：據(jù)檢測(cè)，植物分生組織細(xì)胞中一般是不含病毒。假如未被病毒感染植株分生組織用植物組織培養(yǎng)辦法培育成幼苗，用于生產(chǎn)，能夠避免病毒對(duì)作物影響，大大提升作物產(chǎn)量。第15頁(yè)(2023·北京四中高二質(zhì)檢)請(qǐng)根據(jù)下列材料回答：人工種子是人們模仿天然種子構(gòu)造制造出來(lái)生命有機(jī)體，它能像天然種子同樣萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種子關(guān)鍵部分是被外層物包埋具有類似種子胚功能胚狀體。胚狀體不一樣于一般種子胚，是由非合子細(xì)胞分化形成類似于胚構(gòu)造物，因此又稱“體細(xì)胞胚”或“花粉胚”。例1第16頁(yè)胚狀體在一定條件下，能夠生長(zhǎng)發(fā)育形成植株。胚狀體可從懸浮培養(yǎng)單細(xì)胞中得到,也能夠通過(guò)試管培養(yǎng)莖尖、芽尖、子房、花粉等取得。將胚狀體包埋在能提供營(yíng)養(yǎng)膠質(zhì)中，便成了所謂“人工種子”。培育過(guò)程如圖所示：第17頁(yè)(1)人工種子制備是根據(jù)什么原理進(jìn)行？________________________________。(2)包埋胚狀體膠質(zhì)可看做是種子哪部分構(gòu)造？

________。在植物個(gè)體發(fā)育中這種構(gòu)造來(lái)自________。第18頁(yè)(3)某二倍體植物基因型為DdTt，利用這種生物技術(shù)采取花藥離體培養(yǎng)辦法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工種子。這種種子萌發(fā)形成個(gè)體稱為_(kāi)_________，基因型為_(kāi)_______________，從生殖類型看屬于________生殖。第19頁(yè)(4)假如獲取外植體為植物莖尖，通過(guò)①處理可使細(xì)胞彼此分離，可加入(

)A．15%鹽酸B．淀粉酶C．果膠酶

D．胰蛋白酶(5)②表達(dá)脫分化過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是________________________________________________________________________。第20頁(yè)③表達(dá)再分化過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第21頁(yè)【解析】人工種子培育原理是細(xì)胞全能性，即生物體細(xì)胞具有發(fā)育為完整個(gè)體潛能。據(jù)此原理,采取植物組織培養(yǎng)技術(shù),可將單個(gè)細(xì)胞培育成具有根、芽胚狀體，再將其用人工制造胚乳包裹，就成為人工種子。在植物個(gè)體發(fā)育中，胚乳是由受精極核發(fā)育成。通過(guò)花藥離體培養(yǎng)，形成植株是單倍體?；蛐蜑镈dTt植物能產(chǎn)生DT、Dt、dT和dt四種花粉。第22頁(yè)花粉是雄蕊花藥產(chǎn)生，由花粉培育成單倍體過(guò)程，能夠當(dāng)作是有性生殖。植物細(xì)胞之間胞間層主要由果膠質(zhì)組成，用果膠酶就能夠?qū)⒓?xì)胞分離。脫分化實(shí)質(zhì)是使不分裂細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，再分化實(shí)質(zhì)是使分裂細(xì)胞在形態(tài)、構(gòu)造和功能上再次發(fā)生變化,這種變化是基因選擇性體現(xiàn)成果。第23頁(yè)【答案】

(1)細(xì)胞全能性(2)胚乳受精極核(3)單倍體DT、Dt、dT、dt有性(4)C

(5)使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力基因選擇性體現(xiàn)，造成了細(xì)胞形態(tài)、構(gòu)造和功能變化第24頁(yè)【探規(guī)尋律】

(1)單倍體育種過(guò)程需要進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，得到染色體減半單倍體，因此屬于有性生殖。(2)胚狀體能夠由三種途徑產(chǎn)生：a.由已脫分化外植體直接產(chǎn)生；b.由愈傷組織產(chǎn)生；c.由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。第25頁(yè)變式訓(xùn)練下列圖是人工種子構(gòu)造簡(jiǎn)圖，對(duì)其論述不正確是(

)第26頁(yè)A．人工種子胚乳中具有胚狀體發(fā)育所需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還能夠添加農(nóng)藥和植物激素B．人工種子能夠工廠化生產(chǎn)，播種人工種子可節(jié)省大量糧食C．人工種子克服了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題D．人工種子胚狀體尚未分化出胚芽、胚軸和胚根等構(gòu)造第27頁(yè)解析：選D。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)取得具有生根發(fā)芽能力胚狀體后，包裹上人工種皮而形成。在人工種子胚乳中除了添加種子萌發(fā)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還能夠添加農(nóng)藥、植物激素、固氮菌等。第28頁(yè)重點(diǎn)二作物新品種培育1.單倍體育種(1)過(guò)程：花藥離體培養(yǎng)(對(duì)花粉進(jìn)行組織培養(yǎng))→秋水仙素處理(幼苗期)→取得性狀穩(wěn)定遺傳植株。要強(qiáng)調(diào)是：?jiǎn)伪扼w育種目標(biāo)不是取得單倍體本身，由于單倍體是高度不育，生產(chǎn)上沒(méi)有實(shí)際價(jià)值，需誘導(dǎo)單倍體染色體加倍。第29頁(yè)(2)長(zhǎng)處①單倍體通過(guò)染色體加倍，取得后裔為純合子，可顯著縮短育種年限(一般為2年)。②用單倍體作為轉(zhuǎn)基因受體，取得轉(zhuǎn)基因材料經(jīng)染色體加倍后基因即可純合，避免了體細(xì)胞作為受體造成后裔發(fā)生性狀分離需要多代選擇麻煩。第30頁(yè)(3)缺陷：技術(shù)相稱復(fù)雜，需要與雜交育種結(jié)合，其中花藥離體培養(yǎng)過(guò)程需要組織培養(yǎng)技術(shù)支持，多限于植物。2.體細(xì)胞誘變育種(1)過(guò)程第31頁(yè)(2)原理：基因突變和植物細(xì)胞全能性。(3)長(zhǎng)處：提升愈傷組織突變率，能夠取得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆新品種，加快了育種進(jìn)程。(4)缺陷：①突變不定向，需要處理大量突變材料。②突變少利多害，符合人們需要、有利品種比較少。第32頁(yè)尤其提醒單倍體育種和多倍體育種均需要用秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。單倍體育種需要植物組織培養(yǎng)先形成單倍體幼苗，但多倍體育種一般不使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。第33頁(yè)下列圖為幾個(gè)育種辦法示意圖,據(jù)圖回答：例2第34頁(yè)(1)①④方向所示途徑表達(dá)________育種方式，⑦過(guò)程所示育種辦法叫做________。(2)②過(guò)程中常用辦法是________，③⑦過(guò)程中最常采取藥劑是________。(3)⑤過(guò)程發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育________時(shí)期，不過(guò)，一般發(fā)生在________細(xì)胞中才具有遺傳性。第35頁(yè)(4)⑨過(guò)程叫_______。⑩過(guò)程中影響植物根、芽發(fā)生兩種激素是___________________。(5)由⑧→⑩過(guò)程中包括生物技術(shù)有________________________________________________________________________。(6)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，處理了育種過(guò)程中________問(wèn)題。第36頁(yè)【解析】根據(jù)多種育種辦法特點(diǎn)可判斷,①④方向所示育種辦法應(yīng)為雜交育種；②③方向所示為單倍體育種方式；⑤⑥方向?yàn)橥ㄟ^(guò)射線取得新基因，因而為誘變育種；⑦直接取得染色體組加倍種子或幼苗，則為多倍體育種；⑧⑨⑩方向通過(guò)兩種植物細(xì)胞取得雜種細(xì)胞，進(jìn)而取得新品種方式為植物體細(xì)胞雜交育種。第37頁(yè)判斷出各育種方式后再詳細(xì)作答每種育種方式中重點(diǎn)。如②取得單倍體植株辦法是花藥離體培養(yǎng)；使染色體加倍常用藥劑為秋水仙素；⑤是基因突變過(guò)程，可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育任何時(shí)期；⑨取得愈傷組織過(guò)程為脫分化，⑩再分化過(guò)程中要用到生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等。第38頁(yè)【答案】

(1)雜交多倍體育種(2)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素(3)任何生殖(4)脫分化生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素(5)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(6)遠(yuǎn)緣雜交不親和(或生殖隔離)第39頁(yè)【探規(guī)尋律】根據(jù)不一樣育種需求選擇不一樣育種辦法(1)將兩親本兩個(gè)不一樣優(yōu)良性狀集中于同一生物體，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2)要求迅速育種，則利用單倍體育種。第40頁(yè)(3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合辦法。(4)